Турбидостат, культивирование

Существуют две разновидности открытого культивирования. Первая — турбидостат — подразумевает измерение и автоматическое поддержание концентрации клеточной биомассы в реакторе на одном уровне путем изменения скорости протока. Вторая разновидность — хемостат — заключается в подаче в биореактор с постоянной скоростью питательного раствора при одновременном откачивании с той же скоростью клеточной суспензии. [c.183]

Непрерывное (проточное) культивирование. Проточная система культивирования позволяет зафиксировать культуру в какой-то определенной фазе (обычно экспоненциальной). При этом состав среды и условия роста остаются постоянными. Простейшая схема проточного ферментера представлена на рис. 67. Подача свежей среды и удаление части суспензии (проток) происходит с той же скоростью, с какой растет культура. Существуют два принципиально разных типа непрерывных культур — хемостат и турбидостат. [c.80]

Работа турбидостата основана на поддержании постоянной плотности бактериальной суспензии. Фотоэлемент измеряет плотность вытекающей суспензии и автоматически изменяет проток (чем плотнее культура, тем больше подается среды). В сосуде для культивирования все питательные вещества содержатся в избытке, а скорость роста бактерий приближена к максимальной. При таком принципе работы возникают технические проблемы пристеночного обрастания поверхностей, в том числе и фотометрической кюветы. [c.82]

Существует много типов непрерывного культивирования некоторые из них подробно описаны в работах [2, 4]. В последующем обсуждении мы ограничимся двумя основными типами непрерывного культивирования 1) хемостатом , в котором состояние равновесия достигается путем регулирования поступления лимитирующих рост субстратов, и 2) турбидостатом , в котором состояние равновесия достигается путем удаления биомассы и замещения ее свежей средой со скоростью, соответствующей росту культуры. В табл. 10.3 сравниваются различные стационарные параметры турбидостата и хемостата. Хемостат в отличие от турбидостата позволяет с высокой точностью регулировать условия лимитирования роста (субстратное лимитирование), тогда как турбидостат предпочтителен для изучения микроорганизмов в условиях роста, близких к максимальной удельной скорости. [c.397]

В принципе такие идеальные условия можно создать лишь при непрерывном культивировании в проточном режиме. Сбалансированный рост достигается за счет роста, ограниченного скоростью добавления питательных компонентов в условиях хемостата, а также за счет неограниченного роста в условиях турбидостата, где культура механически разбавляется для сохранения постоянного количества биомассы в единице объема среды. Сбалансированный рост бактерий получают также при повторяющемся разбавлении периодической культуры [39, 49]. [c.444]

Если не считать условий турбидостата или хемостата, рост не остается сбалансированным в течение долгого времени. Даже в условиях непрерывного культивирования происходят долговременные изменения, которые вызывают отклонения от сбалансированного состояния. Так что допущение экспоненциальной модели независимо от сложностей и несовершенства выполненных измерений ограничено с точки зрения процесса биологического роста. Поэтому необходимо ограничить область измерений. [c.508]

Путем изменения положения переключателей можно выполнить различные операции и разнообразные программы. Папример, полунепрерывное культивирование, концентрация клеюк, регулируемая с помощью турбидостата, или уровень pH контролировались во времени одновременно с добавлением глюкозы. [c.218]

Турбидостат представляет собой самую простую из всех хорошо перемешиваемых систем непрерывного культивирования [61]. Концентрация клеток в ней регулируется постоянной подстройкой определенной скорости поступления питательных компонентов. В отличие от случая хемостата концентрацию биомассы в турбидоста-те выбирает оператор, а скорость разбавления и соответственно концентрация субстратов поддерживается таким образом, чтобы сохранялся заданный уровень биомассы. Отсюда следует, что если нет необходимости в лимитирующих количествах субстрата, то он добавляется в избытке. Поэтому работа системы (для используемой среды) наиболее стабильна при удельной скорости роста культуры, близкой к максимальной (Хтах- Пока концентрация всех компонентов среды избыточна, система работает в широких интервалах концентраций биомассы при скорости разбавления, близкой к критической. Именно в этих условиях хемостат наименее стаби- [c.409]

Наиболее уязвимым местом культивирования в турбидостате является точность регулирования биомассы. Больщинство старых методов регулирования плотности популяции основано на оптическом измерении (в рассеянном или проходящем свете) с помощью фотоэлектрического датчика. Недостатком этих методов являются помехи, вызываемые пеной и пузырьками, которые образуются при аэрации, а также ростом клеток на стенках ферментера и, что более важно, на оптическом измерительном устройстве. Если от помех, вызываемых пузырьками, можно избавиться, используя внещнюю проточную кювету, то пена создает серьезные проблемы. Зарастание бактериями оптических поверхностей можно частично преодолеть их протиранием, однако это малоэффективный прием. Возлагаются надежды на новые методы волоконной оптики, однако они еще не апробированы. [c.410]

Теоретически в качестве регулируемого параметра при культивировании в турбидостате может быть использован любой параметр, который поддается измерению. На практике же в этом качестве используют только те параметры, которые тесно связаны с ростом клеток. Введение сложных комплексов ферментер — ЭВМ обеспечит более высокий уровень использования турби-" достатиой теории, но эти комплексы требуют дальнейших разработок. [c.410]

Синхронность культуры поддерживается в течение двух или трех циклов деления клеток в случае более длительного периода синхронность приходится устанавливать заново с помощью описанного выше метода. Проточное зональное центрифугирование в градиенте плотности позволяет получать большие количества инокулята для синхронизованного культивирования микроорганизмов. Оно представляется перспективным в обеспечении непрерывной синхронизации с помощью рассчитанной во времени инокуляции турбидиметрически регулируемой проточной культуры (турбидостат). На рис. 10.8 показана типичная кривая роста синхронизованной популяции бактерий видно, что после двух циклов кривая начинает выравниваться. [c.417]

Максимальная скорость роста может быть достигнута при турбидостаточном методе регулирования, который является вариантом хемостатного, в этом случае скорость потока среды устанавливается не эксперимегп атором, а автоматически, по сигналу датчика, регистрирующего концентрацию клеток. Для этого ферментер должен иметь устройство для нефелометрического измерения мутности, зависящей от концентрации клеток (х) и для регулирования скорости потока среды так, чтобы х оставалось постоянным. Этот метод культивирования позволяет поддерживать культуру в устойчивом состоянии па границе вымывания из ферментера, так как при снижении концентрации клеток перестает подаваться среда. Турбидостат дает возможность изучать влияние внешних факторов на максимальную скорость роста культур и на состояние клеток при этом (рис. 6.6). [c.122]

Непрерывное (проточное) культивирование в отличие от периодического характеризуется постоянной подачей питательной среды со скоростью, равной скорости удаления культуры. При этом объем культуры в ферментере во времени не меняется. Одно из основных условий непрерывного культивирования — хорошее перемешивание культуры в ферментере. Система непрерывного культивирования может быть реализована по принципу турбидо-стата или хемостата. Турбидостат — наиболее простой режим проточного культивирования, концентрация клеток в нем выбирается исследователем, а поступление питательных компонентов автоматически реализуется в соответствии с плотностью популяции. Меняя скорость подачи питательной среды ( скорость разбавления ), экспериментатор может получать разные значения скорости роста популяции — от близких к нулю до максимальной, таким образом воспроизводя разные состояния культуры от стационарной фазы до стадии. экспоненциального po Ta. [c.64]

Любое экспериментальное изучение биотехнологических процессов микробиологического синтеза складывается из двух этапов. На первом этапе исследователь выбирает 1) объект культивирования — конкретную популяцию, которая обеспечивает накопление целевого продукта 2) установку для культивирования данного объекта 3) исходную питательную среду 4) способ культивирования — периодический или непрерывный с конкретизацией способа регулирования скорости роста популяции микробов в ферменте (режим — хемостат, рН-стат, турбидостат, оксистат или какие-либо другие варианты) 5) условия культивирования по регулируемым параметрам. [c.16]

Турбидостатный режим культивирования базируется на прямом контроле концентрации биомассы. Наиболее распространенным методом ее определения является измерение светорассеивания с помощью фотоэлементов. Повышение концентрации клеток и соответственно оптической плотности автоматически ускоряет проток жидкости и наоборот. По своей конструкции турбидостаты отличаются от хемостатов лишь системами контроля скорости протока. [c.32]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология